CN111872083A - 一种预埋缓释型土壤保水剂投放装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预埋缓释型土壤保水剂投放装置，属于土壤修复技术领域，一种预埋缓释型土壤保水剂投放装置，包括土上箱和土内箱，土上箱固定安装在土内箱的顶端，土上箱的底部外壁上开凿有导孔，导孔贯穿土内箱的顶部外壁并与土内箱的内部相连通，土上箱的顶部外壁上螺纹连接有螺杆。可以实现通过预埋的方式，在土壤水分流失结块时，自动进行保水剂的投放，操作简单，投放效率高，在保水剂渗入土壤前，先会对土壤进行补水润湿，提高了保水剂的效果，且只需定期添加清水，在保水剂流失失效、土壤水分流失再次结块时，即可自动再次投放保水剂，使得装置可多次重复利用，进一步的提高了投放效率。

Description

一种预埋缓释型土壤保水剂投放装置

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，更具体地说，涉及一种预埋缓释型土壤保水剂投放装置。

背景技术

土壤修复是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施。在土壤修复行业，已有的土壤修复技术达到一百多种，常用技术也有十多种，大致可分为物理、化学和生物三种方法。20世纪80年代以来，世界上许多国家特别是发达国家均制定并开展了污染土壤治理与修复计划，因此也形成了一个新兴的土壤修复行业。

随着环境污染的日益严重以及绿色植被的逐年减少，对人类生存环境提出了严峻的考验，特别是农业生产以及城市绿化等领域，其中土壤中水分易容易造成土壤结块、土壤沙漠化是常见问题之一，对于土壤水分流失的治理也是土壤修复的一种。

投放保水剂是土壤水分流失治理的常用手段，保水剂在投放后，容易随着土壤中水分的渗透而逐渐流失、失效，因此，每隔一段时间便需要投放一次保水剂，现有技术中，保水剂的投放十分麻烦，步骤繁琐，效率低且效果差，且保水剂的投放多为一次性投放，再次投放需要重复复杂的流程操作。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种预埋缓释型土壤保水剂投放装置，它可以实现通过预埋的方式，在土壤水分流失结块时，自动进行保水剂的投放，操作简单，投放效率高，在保水剂渗入土壤前，先会对土壤进行补水润湿，提高了保水剂的效果，且只需定期添加清水，在保水剂流失失效、土壤水分流失再次结块时，即可自动再次投放保水剂，使得装置可多次重复利用，进一步的提高了投放效率。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种预埋缓释型土壤保水剂投放装置，包括土上箱和土内箱，所述土上箱固定安装在土内箱的顶端，所述土上箱的底部外壁上开凿有导孔，所述导孔贯穿土内箱的顶部外壁并与土内箱的内部相连通，所述土上箱的顶部外壁上螺纹连接有螺杆，所述螺杆贯穿土上箱的顶部外壁延伸至导孔内，且螺杆的底端固定连接有与导孔相匹配的孔塞，所述螺杆的外壁上固定连接有联动齿轮，所述土上箱的两侧均设有对称设置有挤压板，所述挤压板靠近土上箱的一侧固定连接有弹性橡胶块，所述挤压板的一侧且位于弹性橡胶块的上方固定连接有齿条，所述齿条贯穿土上箱的外壁延伸至土上箱内并与联动齿轮啮合，所述土上箱的内部盛装有清水，且清水液面的高度不高于齿条，所述土上箱的顶端外壁上连通有加水管，所述土内箱的内部设置有膜衣，所述膜衣的两侧均固定连接有固定杆，所述固定杆的一端与土内箱的内壁固定连接，所述固定杆的内部填充有保水剂，所述固定杆的底端的中部开凿有释剂小孔，所述土内箱的底端外壁上开凿有流出孔。

进一步的，所述弹性橡胶块设置为与土内箱外壁相匹配的L字形，所述弹性橡胶块远离挤压板的一侧与土内箱固定连接，且弹性橡胶块的一端与土上箱的外壁固定连接，从而可防止土壤洒落在弹性橡胶块和土内箱、土上箱之间，导致装置难以触发。

进一步的，所述齿条与土上箱的外壁滑动连接，且两个齿条分别位于联动齿轮的两侧。

进一步的，所述挤压板和土上箱之间设置有防误触杆，所述土上箱靠近防误触杆一侧的外壁上开凿有第一滑槽，所述挤压板靠近防误触杆一侧的外壁上开凿有第二滑槽，所述防误触杆和齿条错位设置，所述第一滑槽和第二滑槽均与防误触杆相匹配，且防误触杆的两端分别与第一滑槽和第二滑槽滑动连接，通过防误触杆、第一滑槽、第二滑槽的设置，可防止装置在进行掩埋时被误触发。

进一步的，所述土上箱的顶端外壁上设置有两个透明观察窗，两个透明观察窗分别位于螺杆的两侧，可便于观察土上箱内清水的剩余量。

进一步的，所述土上箱的顶端外壁上连通有通气管，所述加水管和通气管分别位于通气管的两侧，且加水管和通气管的顶端均螺纹连接有相匹配的密封盖，通气管、加水管的设置，可便于在土上箱内清水消耗完毕时，向土上箱内注入清水。

进一步的，所述膜衣为半透膜，所述流出孔位于释剂小孔的正下方，所述保水剂内添加有渗透压活性物质，膜衣、释剂小孔、保水剂模拟渗透泵片进行设置，当清水流入土内箱内后，水分通过半透膜材质的膜衣渗入膜衣内，与膜衣内的保水剂混合形成保水剂溶液，因渗透压活性物质使膜衣内溶液呈高渗，膜衣内外存在的渗透压使水分继续进入膜衣内，从而使保水剂溶液从小孔泵出，进而使保水剂溶液通过流出孔与清水一起渗入土壤内，进行保水剂的投放，且水分的渗透以及保水剂溶液的泵出需要时间，因此，清水落入土内箱内后，部分清水会渗透进膜衣内，部分清水则直接经流出孔流向土壤，在保水剂渗入土壤前，先会对土壤进行补水润湿，提高了保水剂的效果，且保水剂溶液的泵出是一个缓释的过程，使得保水剂不会一次性消耗完毕，只需定期添加清水，在保水剂流失失效、土壤水分流失再次结块时，即可自动再次投放保水剂，使得装置可多次重复利用，进一步的提高了投放效率。

进一步的，所述导孔孔径减去螺杆直径的数值大于流出孔孔径的数值，使得导孔截面圆的面积减去螺杆截面圆的面积大于流出孔截面圆的面积，从而使清水从土上箱经导孔流入土内箱速率，大于从土内箱经流出孔流出的速率，保证土内箱内能在一定时间留有清水，进而保证水分渗透和保水剂溶液泵出能顺利进行。

一种预埋缓释型土壤保水剂投放装置，其使用方法为：

S1、在土壤表面挖设与投放装置相匹配的土坑，土坑的深度低于弹性橡胶块；

S2、将投放装置放入土坑内，然后将土坑掩埋，使土内箱完全掩埋在土壤内，且部分弹性橡胶块埋入土内，部分弹性橡胶块暴露在土壤之上；

S3、分别向上拉动两个防误触杆，使防误触杆沿着第一滑槽、第二滑槽向上滑动，直至防误触杆与挤压板、土上箱脱离；

S4、定期通过透明观察窗观察土上箱内清水的剩余量，当土上箱内清水消耗完后，拧下加水管和通气管上的密封盖，并通过加水管向土上箱内注入适量清水即可，注入完毕，重新拧上加水管和通气管。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案可以实现通过预埋的方式，在土壤水分流失结块时，自动进行保水剂的投放，操作简单，投放效率高，在保水剂渗入土壤前，先会对土壤进行补水润湿，提高了保水剂的效果，且只需定期添加清水，在保水剂流失失效、土壤水分流失再次结块时，即可自动再次投放保水剂，使得装置可多次重复利用，进一步的提高了投放效率。

(2)通过导孔、螺杆、孔塞、联动齿轮、挤压板、弹性橡胶块、齿条的联合设置，当土壤水分流失、收缩结块时，土壤的收缩会通过挤压板挤压弹性橡胶块，使弹性橡胶块被压缩，且带动两个齿条向土上箱内滑动，进而通过联动齿轮带动螺杆转动，螺杆与导孔螺纹连接，使得螺杆带动孔塞旋转并向下移动，使孔塞与导孔脱离，进而使导孔导通，清水经导孔从土上箱流入土内箱内，并配合膜衣、释剂小孔、保水剂、流出孔的设置，自动进行保水剂的投放，操作简单，投放效率高。

(3)弹性橡胶块设置为与土内箱外壁相匹配的L字形，弹性橡胶块远离挤压板的一侧与土内箱固定连接，且弹性橡胶块的一端与土上箱的外壁固定连接，从而可防止土壤洒落在弹性橡胶块和土内箱、土上箱之间，导致装置难以触发。

(4)挤压板和土上箱之间设置有防误触杆，土上箱靠近防误触杆一侧的外壁上开凿有第一滑槽，挤压板靠近防误触杆一侧的外壁上开凿有第二滑槽，防误触杆和齿条错位设置，第一滑槽和第二滑槽均与防误触杆相匹配，且防误触杆的两端分别与第一滑槽和第二滑槽滑动连接，通过防误触杆、第一滑槽、第二滑槽的设置，可防止装置在进行掩埋时被误触发。

(5)土上箱的顶端外壁上连通有通气管，加水管和通气管分别位于通气管的两侧，且加水管和通气管的顶端均螺纹连接有相匹配的密封盖，通气管、加水管的设置，可便于在土上箱内清水消耗完毕时，向土上箱内注入清水。

(6)膜衣为半透膜，流出孔位于释剂小孔的正下方，保水剂内添加有渗透压活性物质，膜衣、释剂小孔、保水剂模拟渗透泵片进行设置，当清水流入土内箱内后，水分通过半透膜材质的膜衣渗入膜衣内，与膜衣内的保水剂混合形成保水剂溶液，因渗透压活性物质使膜衣内溶液呈高渗，膜衣内外存在的渗透压使水分继续进入膜衣内，从而使保水剂溶液从小孔泵出，进而使保水剂溶液通过流出孔与清水一起渗入土壤内，进行保水剂的投放，且水分的渗透以及保水剂溶液的泵出需要时间，因此，清水落入土内箱内后，部分清水会渗透进膜衣内，部分清水则直接经流出孔流向土壤，在保水剂渗入土壤前，先会对土壤进行补水润湿，提高了保水剂的效果，且保水剂溶液的泵出是一个缓释的过程，使得保水剂不会一次性消耗完毕，只需定期添加清水，在保水剂流失失效、土壤水分流失再次结块时，即可自动再次投放保水剂，使得装置可多次重复利用，进一步的提高了投放效率。

(7)导孔孔径减去螺杆直径的数值大于流出孔孔径的数值，使得导孔截面圆的面积减去螺杆截面圆的面积大于流出孔截面圆的面积，从而使清水从土上箱经导孔流入土内箱速率，大于从土内箱经流出孔流出的速率，保证土内箱内能在一定时间留有清水，进而保证水分渗透和保水剂溶液泵出能顺利进行。

附图说明

图1为本发明的正视结构示意图；

图2为本发明土上箱内的剖视图；

图3为本发明挤压板处的俯视图；

图4为本发明齿条处的俯视图；

图5为本发明土内箱内的剖视图；

图6为本发明膜衣内的剖视图；

图7为本发明的工作状态图。

图中标号说明：

001、土上箱；101、导孔；102、螺杆；103、孔塞；104、联动齿轮；105、挤压板；106、弹性橡胶块；107、齿条；108、通气管；109、防误触杆；110、第一滑槽；111、第二滑槽；112、透明观察窗；113、加水管；002、土内箱；201、膜衣；202、固定杆；203、释剂小孔；204、保水剂；205、流出孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-4，一种预埋缓释型土壤保水剂投放装置，包括土上箱001和土内箱002，土上箱001固定安装在土内箱002的顶端，土上箱001的底部外壁上开凿有导孔101，导孔101贯穿土内箱002的顶部外壁并与土内箱002的内部相连通，土上箱001的顶部外壁上螺纹连接有螺杆102，螺杆102贯穿土上箱001的顶部外壁延伸至导孔101内，且螺杆102的底端固定连接有与导孔101相匹配的孔塞103，螺杆102的外壁上固定连接有联动齿轮104，土上箱001的两侧均设有对称设置有挤压板105，挤压板105靠近土上箱001的一侧固定连接有弹性橡胶块106，弹性橡胶块106设置为与土内箱002外壁相匹配的L字形，弹性橡胶块106远离挤压板105的一侧与土内箱002固定连接，且弹性橡胶块106的一端与土上箱001的外壁固定连接，从而可防止土壤洒落在弹性橡胶块106和土内箱002、土上箱001之间，导致装置难以触发，挤压板105的一侧且位于弹性橡胶块106的上方固定连接有齿条107，齿条107贯穿土上箱001的外壁延伸至土上箱001内并与联动齿轮104啮合，齿条107与土上箱001的外壁滑动连接，且两个齿条107分别位于联动齿轮104的两侧，通过导孔101、螺杆102、孔塞103、联动齿轮104、挤压板105、弹性橡胶块106、齿条107的联合设置，当土壤水分流失、收缩结块时，土壤的收缩会通过挤压板105挤压弹性橡胶块106，使弹性橡胶块106被压缩，且带动两个齿条107向土上箱001内滑动，进而通过联动齿轮104带动螺杆102转动，螺杆102与导孔101螺纹连接，使得螺杆102带动孔塞103旋转并向下移动，使孔塞103与导孔101脱离，进而使导孔101导通，清水经导孔101从土上箱001流入土内箱002内，并配合膜衣201、释剂小孔203、保水剂204、流出孔205的设置，自动进行保水剂的投放，操作简单，投放效率高，且土壤被润湿后，重新变得松散，弹性橡胶块106回弹，可带动孔塞103、螺杆102等进行复位，等待下次保水剂的投放，土上箱001的内部盛装有清水，且清水液面的高度不高于齿条107，可防止清水经齿条107与土上箱001的连接处流出，挤压板105和土上箱001之间设置有防误触杆109，土上箱001靠近防误触杆109一侧的外壁上开凿有第一滑槽110，挤压板105靠近防误触杆109一侧的外壁上开凿有第二滑槽111，防误触杆109和齿条107错位设置，第一滑槽110和第二滑槽111均与防误触杆109相匹配，且防误触杆109的两端分别与第一滑槽110和第二滑槽111滑动连接，通过防误触杆109、第一滑槽110、第二滑槽111的设置，可防止装置在进行掩埋时被误触发，土上箱001的顶端外壁上设置有两个透明观察窗112，两个透明观察窗112分别位于螺杆102的两侧，可便于观察土上箱001内清水的剩余量，土上箱001的顶端外壁上连通有加水管113，土上箱001的顶端外壁上连通有通气管108，加水管113和通气管108分别位于通气管108的两侧，且加水管113和通气管108的顶端均螺纹连接有相匹配的密封盖，通气管108、加水管113的设置，可便于在土上箱001内清水消耗完毕时，向土上箱001内注入清水。

请参阅图5-6，土内箱002的内部设置有膜衣201，膜衣201的两侧均固定连接有固定杆202，固定杆202的一端与土内箱002的内壁固定连接，固定杆202的内部填充有保水剂204，固定杆202的底端的中部开凿有释剂小孔203，土内箱002的底端外壁上开凿有流出孔205，膜衣201为半透膜，流出孔205位于释剂小孔203的正下方，保水剂204内添加有渗透压活性物质，膜衣201、释剂小孔203、保水剂204模拟渗透泵片进行设置，当清水流入土内箱002内后，水分通过半透膜材质的膜衣201渗入膜衣201内，与膜衣201内的保水剂204混合形成保水剂溶液，因渗透压活性物质使膜衣201内溶液呈高渗，膜衣201内外存在的渗透压使水分继续进入膜衣201内，从而使保水剂溶液从小孔泵出，进而使保水剂溶液通过流出孔205与清水一起渗入土壤内，进行保水剂的投放，且水分的渗透以及保水剂溶液的泵出需要时间，因此，清水落入土内箱002内后，部分清水会渗透进膜衣201内，部分清水则直接经流出孔205流向土壤，在保水剂渗入土壤前，先会对土壤进行补水润湿，提高了保水剂的效果，且保水剂溶液的泵出是一个缓释的过程，使得保水剂204不会一次性消耗完毕，只需定期添加清水，在保水剂流失失效、土壤水分流失再次结块时，即可自动再次投放保水剂，使得装置可多次重复利用，进一步的提高了投放效率，导孔101孔径减去螺杆102直径的数值大于流出孔205孔径的数值，使得导孔101截面圆的面积减去螺杆102截面圆的面积大于流出孔205截面圆的面积，从而使清水从土上箱001经导孔101流入土内箱002速率，大于从土内箱002经流出孔205流出的速率，保证土内箱002内能在一定时间留有清水，进而保证水分渗透和保水剂溶液泵出能顺利进行。

请参阅图1-7，一种预埋缓释型土壤保水剂投放装置，其使用方法为：

S1、在土壤表面挖设与投放装置相匹配的土坑，土坑的深度低于弹性橡胶块106；

S2、将投放装置放入土坑内，然后将土坑掩埋，使土内箱002完全掩埋在土壤内，且部分弹性橡胶块106埋入土内，部分弹性橡胶块106暴露在土壤之上；

S3、分别向上拉动两个防误触杆109，使防误触杆109沿着第一滑槽110、第二滑槽111向上滑动，直至防误触杆109与挤压板105、土上箱001脱离；

S4、定期通过透明观察窗112观察土上箱001内清水的剩余量，当土上箱001内清水消耗完后，拧下加水管113和通气管108上的密封盖，并通过加水管113向土上箱001内注入适量清水即可，注入完毕，重新拧上加水管113和通气管108。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种预埋缓释型土壤保水剂投放装置，包括土上箱(001)和土内箱(002)，所述土上箱(001)固定安装在土内箱(002)的顶端，其特征在于：所述土上箱(001)的底部外壁上开凿有导孔(101)，所述导孔(101)贯穿土内箱(002)的顶部外壁并与土内箱(002)的内部相连通，所述土上箱(001)的顶部外壁上螺纹连接有螺杆(102)，所述螺杆(102)贯穿土上箱(001)的顶部外壁延伸至导孔(101)内，且螺杆(102)的底端固定连接有与导孔(101)相匹配的孔塞(103)，所述螺杆(102)的外壁上固定连接有联动齿轮(104)，所述土上箱(001)的两侧均设有对称设置有挤压板(105)，所述挤压板(105)靠近土上箱(001)的一侧固定连接有弹性橡胶块(106)，所述挤压板(105)的一侧且位于弹性橡胶块(106)的上方固定连接有齿条(107)，所述齿条(107)贯穿土上箱(001)的外壁延伸至土上箱(001)内并与联动齿轮(104)啮合，所述土上箱(001)的内部盛装有清水，且清水液面的高度不高于齿条(107)，所述土上箱(001)的顶端外壁上连通有加水管(113)，所述土内箱(002)的内部设置有膜衣(201)，所述膜衣(201)的两侧均固定连接有固定杆(202)，所述固定杆(202)的一端与土内箱(002)的内壁固定连接，所述固定杆(202)的内部填充有保水剂(204)，所述固定杆(202)的底端的中部开凿有释剂小孔(203)，所述土内箱(002)的底端外壁上开凿有流出孔(205)。

2.根据权利要求1所述的一种预埋缓释型土壤保水剂投放装置，其特征在于：所述弹性橡胶块(106)设置为与土内箱(002)外壁相匹配的L字形，所述弹性橡胶块(106)远离挤压板(105)的一侧与土内箱(002)固定连接，且弹性橡胶块(106)的一端与土上箱(001)的外壁固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种预埋缓释型土壤保水剂投放装置，其特征在于：所述齿条(107)与土上箱(001)的外壁滑动连接，且两个齿条(107)分别位于联动齿轮(104)的两侧。

4.根据权利要求1所述的一种预埋缓释型土壤保水剂投放装置，其特征在于：所述挤压板(105)和土上箱(001)之间设置有防误触杆(109)，所述土上箱(001)靠近防误触杆(109)一侧的外壁上开凿有第一滑槽(110)，所述挤压板(105)靠近防误触杆(109)一侧的外壁上开凿有第二滑槽(111)，所述防误触杆(109)和齿条(107)错位设置，所述第一滑槽(110)和第二滑槽(111)均与防误触杆(109)相匹配，且防误触杆(109)的两端分别与第一滑槽(110)和第二滑槽(111)滑动连接。

5.根据权利要求1所述的一种预埋缓释型土壤保水剂投放装置，其特征在于：所述土上箱(001)的顶端外壁上设置有两个透明观察窗(112)，两个透明观察窗(112)分别位于螺杆(102)的两侧。

6.根据权利要求1所述的一种预埋缓释型土壤保水剂投放装置，其特征在于：所述土上箱(001)的顶端外壁上连通有通气管(108)，所述加水管(113)和通气管(108)分别位于通气管(108)的两侧，且加水管(113)和通气管(108)的顶端均螺纹连接有相匹配的密封盖。

7.根据权利要求1所述的一种预埋缓释型土壤保水剂投放装置，其特征在于：所述膜衣(201)为半透膜，所述流出孔(205)位于释剂小孔(203)的正下方，所述保水剂(204)内添加有渗透压活性物质。

8.根据权利要求1所述的一种预埋缓释型土壤保水剂投放装置，其特征在于：所述导孔(101)孔径减去螺杆(102)直径的数值大于流出孔(205)孔径的数值。

9.根据权利要求1所述的一种预埋缓释型土壤保水剂投放装置，其特征在于：其使用方法为：

S1、在土壤表面挖设与投放装置相匹配的土坑，土坑的深度高于弹性橡胶块(106)的且低于防误触杆(109)；

S2、将投放装置放入土坑内，然后将土坑掩埋，使土内箱(002)完全掩埋在土壤内、防误触杆(109)以及部分土上箱(001)暴露在土壤之上；

S3、分别向上拉动两个防误触杆(109)，使防误触杆(109)沿着第一滑槽(110)、第二滑槽(111)向上滑动，直至防误触杆(109)与挤压板(105)、土上箱(001)脱离；

S4、定期通过透明观察窗(112)观察土上箱(001)内清水的剩余量，当土上箱(001)内清水消耗完后，拧下加水管(113)和通气管(108)上的密封盖，并通过加水管(113)向土上箱(001)内注入适量清水即可，注入完毕，重新拧上加水管(113)和通气管(108)。

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